高速公路光纤数字传输系统的检测与传输技术

高速公路光纤数字传输系统的检测与传输技术

发表时间：2018-05-22T10:02:22.443Z 来源：《基层建设》2018年第5期作者：李鑫彬

[导读] 摘要：公路通信系统是高速公路现代管理的支撑系统，主要由以下几个部分组成：光纤数字传输系统、程控数字交换系统、应急电话系统、移动通信系统和通信电源系统。

北京兴通工程咨询有限公司北京 100000

摘要：公路通信系统是高速公路现代管理的支撑系统，主要由以下几个部分组成：光纤数字传输系统、程控数字交换系统、应急电话系统、移动通信系统和通信电源系统。有必要定期保证系统的正常运行。本文主要介绍了高速光纤数字传输系统各参数的检测方法。

关键词：高速公路；光纤数字传输；检测

前言

随着社会的不断进步和发展，对通信的需求越来越高，光纤通信的容量不断扩大和扩大，技术问题不断出现。随着关键技术和光电元件技术的突破，光纤通信技术近年来发展迅速。研制了光纤数字传输系统。光纤数字传输系统是为提供公路交通通信（业务电话、数字用户电话、收费热线），也为监测、收费系统，如数据、传真、图像等提供运输渠道业务。传输系统一旦出现问题，后果将严重影响高速公路的正常运行管理，有必要定期测试光纤数字传输系统，及时发现系统中存在的问题，确保系统的正常运行，消除潜在的风险。摘要根据高速公路运行的特点，在单一高速公路上，一般采用与集成业务接入网相结合的光纤数字传输系统。

1系统实际接收光功率和平均发送光功率的测试

光学功率测量对于任何光纤传输系统的安装、运行和维护都是必要的。用于测量光功率的仪器是光功率计。测量光口封闭的发光功率，应注意选择相应的测试波长，工作波长光纤光纤数字传输系统中，作为一般规则，是：1310nm和1550nm，光功率需要根据实际测量对象即光发射机光波长信号波长的光功率。在光功率测量中注意：光学连接器的表面（如尾端、法兰）应在测试前用酒精棉条或镜片纸进行彻底清洁。如果尾纤已经在ODF架上，则应在ODF架上进行测试，以免造成光学连接头因器件的光学端口多次插入而损坏和污染。固定光纤的位置是固定的，以避免振动和减少光功率检测的不确定性。

2.2M传输误码指标的测试

2M传输通道的误差性能是衡量光纤数字传输系统电路质量的最重要的维护指标。该测试可以判断系统电路传输质量的好坏。测试仪器的2M传输通道误差指标为2M误差，根据行业标准和企业标准，2M传输通道测试误差指标为：平均误码率，误差秒比ESR，严重误差块秒块错误率大于SESR，背景BBER。SDH系统通过数字信道传输，具有组速率或多个组速率。因此，错误码的检测是基于“块”的。测试模式可分为在线（服务）测试和中断业务（OutofService）测试。在线测试是指对SDH设备和网络进行实时监控，而不会中断业务。业务测试的中断是对SDH设备在业务打开之前或之后的性能和功能的测试。中断业务测试项目比在线监测更重要，主要是在岗位和测试标准中使用，由于在运行期间进行了维护质量检查，因此需要进行高需求，所以我们测试了在线测试，即不中断传输业务用例进行测试。

测试方法：错误性能测试选择两个站点A和B网络元素，测试两个站点之间的2M传输通道，通过误差工具到一个站点上2米的入口，在2MB口软件环回环回（或硬件）。2M传输通道的检测数量和持续时间可根据标准确定，测试的错误代码应符合标准要求。可以将多个分支连接在一起进行测试，而不是在这里详细说明。

3自动倒换功能的测试

光纤数字传输网络主要采用通道公路保护环网结构，在这一节中，每个站都连接到两个光纤单向自愈环通道保护，即PP保护环。当主环通道出现故障或大错误时，无需人工干预，可自动切换至备用回路，并进行通信中断，以实现更高的传输安全性。自动反转函数的测试通常用于强制倒转测试。测试方法：断开西方光纤连接第一（主环），业务应能完成反向到备份环，2M端口上的网络管出现PS保护反转报警。然后恢复光纤西侧，东光纤断开（环），业务重组的立即显示，自动重排功能是正常的，或恢复纤维西侧（主环），连续纤维在东区（循环），10分钟后，2mPS的口，网络管理员保护重排的报警，显示重排的恢复正常。自动反向功能也可以在网络管中使用“关闭激光”功能进行测试，但在测试完成后要记得打开激光。

4安全管理功能、公务电话功能的检测

安全管理功能：网络管理系统管理员应根据网络的安全域和功能级别设置各级用户，使各级用户具有不同的操作权限。所有级别的用户都设置自己的登录密码安全，未经授权的用户无法登录或进入网络管理系统，并监控访问应用程序的尝试，输入错误的登录密码3次，网络管理系统进入锁状态。建议定期修改用户的登录密码，以增加系统的安全性。服务电话：业务电话联系不同的网络元素之间是一个重要的工具，虽然现在更发达的通讯工具，可以以多种方式沟通，没有必要设置服务电话，但是服务电话测试可以被视为一个意味着测试传输通道的连接，为用户日常维护在未来也很有用。在每个站中，使用官方电话站点调用其他网络元素，每个网络元素都要打环，并与每个网络元素进行对话；在每个站，电话号码被呼叫到其他网络元素，每一个网络元素应该响，并且每个站可以互相通信。高速光纤数字传输网络一般是一个环形网络，在公共服务电话测试系统中，也有必要进行正式的电话测试。切断主环上现场的光纤，使拨号测试正常；恢复主环光纤，断开环光纤，使测试正常。

5传输系统的构成

每个通信基站与通信中心的时钟同步模式同步。每个站SDH设备和接入网络设备都跟随交通大厅通信中心的主时钟。当主时钟信号变坏或丢失时，通信站的备用时钟已设置为主时钟。

5.1语音传输

有数字程控交换机，与当地公用网络相连，电话交换机业务统一处理。在此设计中，通过最近的通信站的综合服务网络实现了每一个新的收费站、维修区、服务区语音、传真等服务。其中，新建的西果园维修站配备了简单的业务接收设备。本机可满足语音、传真、互联网及会议电视的要求。管理是相对封闭的，直接接入电话用户。管理办公室、西果园维修区和k46300维修区（服务区）的业务是通过一根管子。现有的数字程控交换机与本地公共网络相连；维护区域的业务通过现有的数字程序控制开关连接到本地公共网络。根据实际需要，可以扩展两个数字程序控制开关。

5.2数据传输

该项目的通信系统为监测数据的相邻通信站提供外部设备的光纤和光终端，为监测数据提供传输通道，并向分中心提供通信站的收费

光纤数字传输系统

第1题 SDH的净负荷矩阵开始的第一行第一列起始位置为（） A.1，9×N B.1，10×N C.1，9×（N+1） D.1，270×N 答案:B 您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第2题 SDH的段开销的列数为（） A.（1~9）×N B.（1~10）×N C.（1~12）×N D.（1~15）×N 答案:A 您的答案：A 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第3题 SDH的再生段开销的起止行、列序号为（） A.1~3，（1~9）×N B.1~5，（1~10）×N C.7~3，（1~12）×N D.5~9，（1~9）×N 答案:D 您的答案：A 题目分数：3 此题得分：0.0 批注： 第4题 SDH同步数字传输系统中STM-1等级代表的传输速率为（） A.155.080Mbps B.155.520Mbps C.622.080Mbps

D.622.520Mbps 答案:B 您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第5题 在我国采用的SDH复用结构中，如果按2.048Mb/s信号直接映射入VC-12的方式，一个VC-4中最多可以传输2.048Mb/s信号的路数为（） A.30 B.32 C.63 D.64 答案:C 您的答案：C 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第6题 将模拟信号变成离散信号的环节是（） A.采集 B.变换 C.抽样 D.量化 答案:C 您的答案：C 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第7题 对信号进行解码的是（） A.发信机 B.收信机 C.信源 D.信元 答案:B 您的答案：

题目分数：3 此题得分：0.0 批注： 第8题 对信号进行编码的是（） A.发信机 B.收信机 C.信源 D.信元 答案:A 您的答案：A 题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第9题 SDH光纤传送网是一个灵活的、兼容的、可靠的、可以实行集中智能化管理的网络。SDH的本质是（） A.采用标准的光接口 B.一种新设备同步复用设备 C.一种新的大容量高速光纤传输系统 D.一种新的网络技术同步传输体系 答案:D 您的答案：D 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第10题 SDH的矩形块状帧结构的规模为（） A.9，261×N B.9，270×N C.9，300×N D.9，600×N 答案:B 您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0 批注：

外调制光纤通信系统设计

课程设计题目：外调制光纤通信系统设计 学院：信息科学与工程学院 年级专业：09级光电子1班 学号：xxxxxxxx 学生姓名：xxxxx 指导教师：xxx

一、设计要求 设计10Gpb速率的外调制光纤链路，保证链路能正常通信，误码率BER小于10-12，对应的品质因数Q大于7 二、设计技术参数 1）DFB-LD（SLM），光源中心波长λ0=1552.5nm（193.1Thz），谱线宽度Δλ=0.1 nm(12.5GHz) 2)光纤传输距离120km 3)光发射机发射光功率范围：10dBm～13dBm，可取10dBm 4)APD光接收机灵敏度范围：-25dBm～-9dBm ，可取-18dBm 5) G.652标准单模光纤，光纤的衰减系数α=0.2dB/km，色散系数D=17ps/nm/km 6) 色散补偿光纤衰减系数α=0.5dB/km, 色散系数D=-100ps/(nm.km) 7) 线路编码为NRZ 8) 连接器损耗α=1dB/个 二、设计要点 链路采用外调制的模式，系统通过电信号（NRZ码）控制光调制器产生光信号。产生的光信号通过光纤传输至信号接收端，经光电探测器转换为电信号，完成链路的传输。 衰减：在实际工作中，光纤有一个衰减系数，光信号会随着传输而衰减。为了使光信号传输到探测器时，信号的功率在光电探测器的灵敏度范围之内，链路设计放大模块将信号放大。 色散：不同频率的光波在光纤中传播的速度不同，频率较小的光传播速度快，频率较大的光传播速度慢。由于链路采用的光源激光器存在一定的带宽，因而光信号在传输过程中会产生色散，传输距离越长，色散现象越严重。针对色散问题，链路设计了色散补偿光纤来消除色散。 因此，设计链路所需要解决的主要问题是色散和衰减。通过改变色散光纤的长度和放大器的放大方法来消除传输中带来的色散问题和衰减问题。另外，在设计时，系统的噪声因素也应考虑在内。 三、链路设计 1.根据要求设计链路 通信链路由信号源、线路编码器、光源、连接器、光纤、必要补偿单元、连接器、光接收机组成。设计时，使用伪随机码发生器充当信号源，用连续波激光器和M-Z调制器组成外调制型光源，用1dB衰减器充当连接器，使用不同参数的光纤分别充当传输光纤和色散补偿光纤，使用7dB衰减器充当系统衰减富余量，使用眼图分析仪来观察链路传输的眼图、分析链路的误码率和品质因数。设计链路，初始时不添加色散光纤（色散光纤长度为0）和增益，检测系统的眼图和品质因数。如下图所示：

光纤数字传输系统性能测试

1前言 本实验指导书为 《数字传输技术 （A）《光纤通信系统》 》 《光纤通信测量技术》 《光同步传输技术》课程的实验用书，其有关内容也可以配合《数字传输技术（A）《光纤通信系统》 》 《光纤通信测量技术》 《光同步传输技术》等课程教材使 用。 本实验指导书用于光纤数字传输系统性能测试和光纤传输网络的设备与网 络管理操作几方面的必做实验，主要是光纤数字线路系统传输性能测试、SDH 设备认识和 SDH 网络管理系统及操作。其中光纤数字线路系统传输性能测试是最基本的实验项目。 光纤数字线路系统包括光端机、光中继机和光纤线路等，其性能参数包括设 备和系统光接口参数和电接口传输性能，光接口参数主要是光设备光接口参数、光通道（光纤线路）传输特性，电接口传输性能主要包括误码性能、定时性能和可用性等，需要测试的项目较多，涉及多种测试仪表和测试方法。本指导书重点介绍光纤线路接续和接续损耗的监测、光纤衰减测试实验、光接口参数测试和光纤数字传输系统的传输性能测试实验。 选做实验的指导书另行编写。 目录 1实验一光纤接续和监测 2实验二光纤衰减测试 3实验三光接口参数测试 5实验四电接口传输性能测试 10实验五 SDH 设备认识 17实验六 SDH 网络管理系统及操作 19 3 实验一

光纤的接续和监测 一．试验目的 掌握光纤接续原理 掌握光纤接续损耗的测试原理 学习使用熔接机和了解光纤接续过程 二．试验原理 光纤接续的常用方法有热熔法和冷接法等，热熔法的主要步骤如下：连接光 纤端面的制备，端面的定位和对准，熔接。 光纤接续损耗 As 的定义为 As = ?10 lg 式中 pr pt （dB） pt 为发射光纤发出的光功率，W pr 为接收光纤接收的光功率，W 监测光纤接续损耗的方法有多种，如：光时域反射计(OTDR)监测和四功率法测 试等，目前都采用光时域反射计监测法，其测试系统原理土如图 1.1 所示。 OTDR 发射光纤 接收光纤 图 1.1 光纤接续损耗的监测 测试时 OTDR 发出测试光脉冲，并测得连接光纤的背向色散曲线如图 1.2 所示，根据所得曲线设置五个测试点（即采用五点法）即得到接续损耗值。 三．试验仪器和设备 A 1.TYPE35SE 光纤熔接机， 1 台 2.光时域反射计， 3.光纤， 四．测试步骤

光纤通信系统总体设计的一些考虑

光纤通信系统总体设计的一些考虑 内蒙古铁通通信工程公司 师林 摘 要：当设计一个光纤通信系统（例如一个数字段）时，首先要弄清所设计系统的整体情况，它所处的地理位置，当前和未来3～5年内对容量的要求，ITU—T的各项建议及系统的各项性能指标，以及当前设备和技术的成熟程度等。在弄清楚情况的基础上，对下述问题进行具体的考虑和设计。 关键词：光纤通信系统，总体设计。 一、选择路由，设置局站 对于一个需要设计的系统，首先要在两个终端站之间选择最合理的路由、设置中继站（或转接站和分路站）。选择路由一般以直、近为依据，同时应考虑不同级别线路（例如一级干线和二级干线）的配合，以达到最高的线路利用效率和覆盖面积。 中间站的设置（中继站、转接站和分路站）既要考虑上下话路的需要，又要考虑信号放大再生的需要。由于光纤通道的衰减和色散使传输距离受限，需要在适当的距离上设置光再生器以恢复信号的幅度和波形，从而实现长距离传输的目的。 传统的O/E/O实再生器具有所谓的3R功能，即再整形（Reshaping）、再定时（Retiming）和再生（Regenerating）功能。这种再生器相当于光接收机和光发射机的组合，设备较复杂，成本很高，耗电也大。目前，在1.55μm波段运行的系统，已普遍采用掺铒光纤放大器（EDFA）代替传统的O/E/O再生器。虽然国际上也在研究具备3R功能的EDFA，但目前实用的EDFA只具备光放大的功能。因此，对高速率、长距离光纤通信系统，当使用级联EDFA时，须考虑对色散的补偿和对放大的自发辐射（ASE）噪声的抑制。 二、确定系统的制式、速率 20世纪90年代中期，SDH设备已经成熟并在通信网中大量使用，考虑到SDH设备良好的兼容性和组网的灵活性，新建设的长途干线和大城市的市话通信一般都应选择SDH设备，长途干线已采用STM－16、多路波分复用的2.5Gbit/s系统、甚至10Gbit/s系统。 对于农话线路，为了节省投资，也可采用速率为34Mbit/s，140 Mbit/s的PDH系统。 三、光纤选型 目前可选择的光纤类型有G.652光纤、G.653光纤、G.654光纤、G.655光纤及大有效面积光纤。G.652光纤是目前已大量敷设。在1.3μm波段性能最佳的单模光纤，该光纤设计简单、工艺成熟、成本底。但这种光纤工作在1.55μm波段时，有＋17ps/km﹒nm左右的色散， 109

南邮通达光纤通信与数字传输实验报告模板

南京邮电大学通达学院 实验报告 光纤通信与数字传输 专业： 学生姓名： 班级学号： 指导教师：成建平 指导单位：通信技术实验教学中心 日期：二○一二年六月

实验一：光纤通信传输设备认知（2课时） 实验目的：对照理论课的教学内容，熟悉SDH光纤传输设备的结构、功能和配置原理，熟悉SDH信号复接的流程。 实验内容：了解光纤通信传输设备构成和工作原理；熟悉实际的光纤通信网络构成。 实验项目一：中兴通讯S385高速率光纤通信传输设备认知 1．观察和了解中兴通讯S385设备机架结构。 2．观察和了解中兴通讯S385设备子架结构。 3．观察和了解中兴通讯S385设备组网配置。 实验结果和分析： （1）实验中的S385系统配置成何种网络结构？ （2）S385系统中风扇插箱的主要功能是什么？ 实验项目二：中兴通讯S385高速率光纤通信传输设备单板认知 1．观察和了解S385子架槽位及单板配置。 2．观察和了解光线路板配置及插槽位置。 3．观察和了解电接口板/支路单元配置及插槽位置。 实验结果和分析： （1）OL64单板工作状态如何，单板上有哪些指示灯？ （2）说明如图所示的子框中OW、NCP、QXI和SCI单板的名称。

实验项目三：S385业务实现 1．观察和了解节点配置类型。 2．观察和了解时钟单板工作状态。 3．观察和了解E1业务实现过程。 实验结果和分析： （1）时钟单板面板上NOM、ALM1和ALM2状态指示灯分别代表什么含义？（2）SDH复用映射中采用C12复用路径涉及S385设备中哪些功能单板？

实验二：SDH传输设备网络管理操作（2学时） 实验目的：掌握网络管理系统中告警管理、性能管理和用户管理等管理操作实现过程，熟悉和理解网管操作相关性能参数的意义。 实验内容：了解掌握SDH传输设备网络管理系统的构成及、使用和操作。 实验项目一：中兴通讯S385传输系统网管基本操作 1．观察E300网管系统组成。 2．使用用户名“ny”和口令“ny”登录客户端GUI。 3．了解E300网管视图及主要菜单。 实验结果和分析： （1）客户端PC与网管服务器是什么关系？ （2）下图给出了中兴通讯传输设备网管产品架构，试说明S385采用的网管系统定位和功能特点。 实验项目二：中兴通讯E300网管告警管理 1．使用告警统计和查看，检查当前系统告警状况。 2．观察告警确认前后网管及单板告警颜色变化。 3．观察历史告警统计。

Base型CameraLink高速视频的光纤传输系统设计

邮局订阅号：82-946360元/年 技术创新 博士论坛 《PLC 技术应用200例》 您的论文得到两院院士关注 Base 型Camera Link 高速视频的光纤传输系统设计 The High-speed Base Camera Link video signals Fiber Transmission System Design (中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 张岳吴元昊阴玉梅 ZHANG Yue WU Yuan-hao YIN Yu-mei 摘要:针对大型望远镜需要对标准Camera Link 接口相机进行远距离视频传输和控制的具体要求,提出了基于FPGA 的Base 型Camera Link 高速视频光纤传输系统设计方案。设计主要包括Camera Link 信号转TTL,FPGA 控制,高速并/串转换,光纤收发等部分。以此方案设计出的系统,分别在视频信号为1280x1024像素、30帧频,数据10位和256x256像素、420帧频,数据10位条件下传输成功,经实验证明实现了Camera Link 接口相机的远程控制及图像传输。关键词:FPGA;TLK2711;Camera Link;光纤通讯 中图分类号:TP212;TP934.5 文献标识码:A Abstract:In large astronomical telescope system,there are need to remotely transmit digital signals from the standard Camera Link Camera to the control computer.For that,the paper carries out a high speed video signal fiber transmitting system based on FPGA.The system design mainly includes the standard Camera Link transforming the parallel TTL signals,the high speed transition between parallel signals and serial signals and fiber optical send/receive.The system that based the scheme realize the correct transmission of the high standard Camera Link signals,pass by the experiment in 1280x 1024,30fps,10bit monochrome and 256x256,420fps,10bit monochrome. Key words:FPGA;TLK2711;Camera Link;Fiber Transmission 文章编号:1008-0570(2010)12-2-0005-03 前言 在用于天文观测的大型望远镜系统中,多用高精度相机进行图像采集,然后由计算机完成对信息的处理。一般高精度的相机数据输出为Camera Link 标准接口。其传输距离仅仅10m,但由于天文观测一般要求中远距离控制,望远镜设备与负责处理的主控计算机距离较远。Camera Link 的传输距离显然无法适应大型望远镜系统的需要。本文提出一种把Camera Link 数据转换为高速串行信号并通过光纤传输的方案,实现望远镜图像数据远距离传输给主控计算机。光纤传输具有频带宽传输容量大、损耗小、传输距离远、抗电磁干扰性好、保密性好等一系列明显的优点。设计采用光纤作为传输Camera Link 数据信息的媒介,提高了信息传输的距离,改善远距离信息传输的质量。 1Camera Link 信号标准简介 Camera Link 是一种基于视频应用发展而来的通讯接口标准。由National Semiconductor 公司基于Channel Link 技术发展而来。实际上Camera Link 是若干高速串行LVDS 信号的集合。使用专用的并转串行LVDS 驱动器和串行LVDS 转并接收器传输数据。Camera Link 标准中规定四种相机信号:相机控制信(见表1)号;视频数据(见表2);电源;串行通信信号。 表1控制信号Control Signals 表2视频数据Video Datas 同时Camera Link 具有SerTFG(从相机串行输出到采集卡)和SerTC(从采集卡串行输出至相机)一对符合异步RS-232标准的串口。Camera Link 同时定义了硬件端口,分为三类:Base 、Medium 、Full,其配置如表3。 表3硬件接口Hard Interface 电源一般用单独的连接器提供。Camera Link 标准允许相机制造商自定义电源连接器和相机的工作电流、电压。 2光纤数据收发 Camera Link 数据通过专用芯片后转换为并行TTL 数据。而并行TTL 信号与光纤用串行数据之间是通过高速串行收发器来转换的。我们所采用的TLK2711是TI 公司推出的G 比特级串行收发器,其同时具有串化/解串功能,并行数据宽度16位,参考时钟在85MHz-135MHz 内,提供1.6Gbps 到2.7Gbps 的串行速率,最大带宽可达到2.16Gbps,适用于双向点对点数据传输系统。 TLK2711内部集成并/串和串并转换单元、时钟合成/恢复 张岳:副研究员博士 5--

光纤通信系统设计实例

光纤通信系统设计 1 概述 图 1.1 标准光纤通信系统架构 2 模拟系统设计 光纤系统中，各组件的累加损耗应足够低以符合探测器的阈值要求。模拟系统中，充足的功率意味着高SNR，另外，组件的组合应该提供足够的带宽以通过较高的调制频率，因此，应对单个器件的损耗和带宽进行分析，并计算整个系统的功率分配和带宽预算。 2.1 系统规格 2.1.1 初始方案 以设计简单的点对点视频系统为例，电视广播信号的带宽为6MHz，要求SNR为50dB。 表2.1 系统方案一：窄带宽和低功率 Carrier Source LED0.8-0.9um Information Channel MMF (SI or GRIN) Detector PIN-PD 表2.2 系统方案二：高带宽和高功率 Carrier Source LD 1.3um Information Channel SMF Detector APD 2.1.2 负载电阻计算 已知PIN-PD的电容和传输带宽，根据方程 求得负载电阻

取近似值，计算得为6.24MHz。 2.2 功率预算 2.2.1 平均光功率计算 标准的SNR方程是 由于使用PIN-PD作为光电探测器，假设系统是热噪声限系统，调制系数m为100%，SNR方程简化为 由于放大器噪声的存在，将实际温度T替换为等效噪声温度，假设环境温度T为300K，放大器噪声系数F为2，则，又已知PD响应率为，计算平均光功率P为 取P近似值为。 2.2.2 平均光电流计算 根据平均光功率P为，计算得PIN-PD的平均光电流，远大于暗电流（几个纳安），因此系统中暗电流的影响可以忽略，计算热噪声电流均方值 散粒噪声电流均方值 可以得到，热噪声功率是散粒噪声功率的近7倍，符合最开始采用热噪声限模型的假设。 预测平均光电流为时，并没有驱动探测器进入非线性区，最大饱和电流等于偏置电压与负载电阻的比值，使用5V偏压时，最大允许电流为（或），远远大于，系统不存在饱和问题。 2.2.3 详细方案 光源SE LED SI MMF

光纤通信 期末复习

第 1 章 概述 1.光纤通信主要优点：传输容量大；传输损耗小，中继距离长；泄漏小，保密性好；节省有色金属；抗电磁干扰性能好；重量轻，可挠性好，敷设方便。 2.光纤通信系统的组成结构：光发送机；光纤线路；光接收机；数字复用设备；光中继器。 第 2 章 光纤传输理论及传输特性 1.光纤基本结构：折射率较高的纤芯、折射率较低的包层及表面涂覆层。 2.光纤折射率分布及分类方法：()()2 12210???????? ??? ???-=a r n r n ；按光纤纤芯折射率分布可分为阶跃折射率光纤（SI ）和渐变折射率光纤（GI ）；按光纤的二次涂覆层可分为紧套光纤和松套光纤；按光纤主要材料可分为石英光纤、塑料光纤、氟化物光纤；按光纤中传导模式可分为多模光纤和单模光纤。 3.模式截止条件：对每一个传播模来说，在包层中它应该是衰减很大，不能传输。如果一个传播模，在包层中不衰减，也就是表明该模是穿过包层而变成了辐射模，则就认为该传播模被截止了。所以一个传播模在包层中的横向衰减常数W=0时，表示导模截止。单模传输的条件：405.222221<-=n n a V λπ ①。 光纤中传播的唯一的模式为LP 01模（即HE 11模），光纤为单模传输。①式为单模传输的条件。 4.归一化频率和截止波长的意义和计算：只有归一化频率V 小于LP 11模的截止频率（4048.2=c V ）时，才能保证光纤中只传输基模（LP 01模或HE 11模），所 以单模光纤理论截止波长λC 为4048.222221n n a c -=πλ 如果λ＞λC ，则为单模 光纤。目前工程上有四种截止波长：①理论截止波长λC1 ②2m 长光纤截止波长λC2 ③光缆制造长度的截止波长λC3 ④一个中继段的截止波长λC4。四种截止波长满足λC1＞λC2＞λC3＞λC4的关系。 5.基模的表示方法：精确矢量模 HE 11 和线性极化模01LP 。 6.全反射原理，临界角和最大可接收角的计算:最大可接收角：?≈-≈-=---2sin sin sin 1122211022211n n n n n n a θ（121/n n n -=?）。数值 孔径:?≈-= =2sin 122210n n n n NA a θ物理意义：NA 表示光纤接收和传输光的能力，NA （或a θ）越大，表示光纤接收光的能力越强，光源与光纤之间的耦合效率越高。 7.损耗特性定义、物理意义及计算，引起损耗的原因：L 公里长光纤的损耗公式：()0 lg 10P P A i =λ dB （i P ：光纤的输入功率（W ）；0P ：光纤的输出功率（W ）），光纤每公里损耗系数:()0lg 10P P L i = λα dB/km ；引起损耗的原因是吸收、散射

高速公路光纤数字传输系统的检测

高速公路光纤数字传输系统的检测 高速公路通信系统是高速公路现代化管理的支撑系统,其主要由以下几部分构成:光纤数字传输系统、程控数字交换系统、紧急电话系统、移动通信系统以及通信电源系统。对其定期检测确保系统的正常运行很有必要,本文主要针对高速公路光纤数字传输系统各参数的检测做一下介绍。 标签：高速公路光纤数字传输检测 0 引言 光纤数字传输系统是为高速公路提供话务通信(业务电话、数字用户电话、收费热线电话),它还为监控,收费系统的数据、传真、图像等非话业务提供传输通道。一旦传输系统出现问题,后果不堪设想,将严重影响高速公路的正常运营管理,因此有必要对光纤数字传输系统进行定期的测试,及时发现系统存在的问题,确保系统的正常运行和消除潜在的风险。根据高速公路业务接入特点,目前单条高速公路内部一般采用SDH与综合业务接入网相结合的光纤数字传输系统。基于高速公路传输的业务量和设备成本两点考虑,多数选用STM-16及STM-16以下的传输速率等级。系统一般在通信分中心设置一套光纤线路终端(OLT),其余通信站各设置一套光网络单元(ONU),通过接入网系统为全线提供大容量数字通路、2M数字通路、音频/数据通路等多种数字信道和接口,实现数据的上传及管理数据的下达;通信中心还设一套光传输本地网管终端,实现对SDH设备的维护管理。根据省交通集团制定的企业标准《高速公路机电工程养护质量检验评定标准》,光纤数字传输系统定期检测项目包括:系统接收光功率、平均发送光功率、2M传输通道误码指标、自动保护倒换功能、安全管理功能、公务电话功能等。下面就对这几个项目的检测进行一一介绍。 1 系统实际接收光功率和平均发送光功率的测试 对于任何光纤传输系统的安装、运行和维护,光功率测量必不可少。光功率的测量所采用的仪器是光功率计。测量光口的收发光功率时,应注意选择对应测试波长,光纤数字传输系统光纤的工作波长一般为:1310nm和1550nm,测量光功率时需按照实际测量对象即光发射机光信号的工作波长选择光功率波长。根据光口的接头类型选择相应的尾纤接头,然后用尾纤把光口和光功率计如图1、图2那样连接起来,等光功率计上的数值稳定后读出该值即为光口的接收光功率值或平均发送光功率值。光功率的严格测试应该是用图案发生器发送规定的伪随机序列码至被测设备,然后用光功率计测试接收光功率,我们的日常维护检测是近似测试,接收光功率一般在接收灵敏度和接收过载点之间。 光功率测量中的注意点:①测试前应该仔细地用酒精棉球或者镜头纸充分清洗光连接器(如尾纤头、法兰盘)的表面。②如果尾纤已经上ODF架,测试应该在ODF架一侧进行,以免由于多次插拔设备的光口,造成光连接头损坏和被污染。③固定光纤的放置状态,避免震动,减少光功率检测的不确定值。

数字光纤通信系统及其设计

` 数字光纤通信系统及其设计 摘要 当今世界，计算机与通信技术高度结合，光纤通信有了长足发展。纵观当今电信的主要技术，光纤和光波的变革极大的提高着信息的传输容量。进入1993年以后，我国光纤通信已处于持续大发展时期。其特征是大量新技术，特别是网络技术、高速介质接入网(HMAV)、光时分复用接入(OTMMA)和波分复用接入(WDMA)、光孤子(soliton)、掺铒光纤放大器(EDFA)、 SDH产品等开始实用化并开展大量、深入的研究工作。面对光纤通信技术的普遍应用，了解光纤通信系统组成及其系统参数的测量技术现状，无论是对光纤通信的业主、经销商，还是对光纤通信的广大用户都是重要的。 本论文主要介绍数字光纤通信系统基本组成，含义及其特点，阐述数字光信通信系统的设计方法。针对WDM+EPFA数字光纤链路系统进行具体设计。 关键字; 数字光纤通信系统掺铒光纤放大器(EDFA) 波分复用（WDM） Digital optical communications system and its design ] Abstrac In today's world, the combination of computer and communication technology, the height of optical fiber communication with rapid development. In today's main technology of telecommunications, optical fiber and light changes greatly improves the information transmission capacity. Since 1993, China into a continuous fiber communication has great development period. Its characteristic is a new technology, in particular network technology, high-speed medium access (HMAV), light time multiplex access (OTMMA) and WDM access (WDMA), optical solitons (soliton), erbium doped fiber amplifier (EDFA), SDH products began to

数字光纤传输系统课程设计

课程设计 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩： 电子与信息工程学院 通信工程系

THE DIGITAL OPTICAL FIBER TRANSMISSION SYSTEM3 1. 引言4 1.1 设计背景4 1.2 光纤通信技术4 1.2.1 光纤通信概念4 1.2.2 光纤通信发展4 1.3 数字光纤传输的优点5 1.4 光纤通信技术的发展前景6 2.数字光纤传输系统设计7 2.1数字光纤传输的两种体制7 2.1.1准同步数字系列PDH8 2.1.2准同步数字系列SDH8 2.2 整体设计10 2.3 光发射机11 2.3.1 光源11 2.3.2 调制电路和控制电路11 2.3.3 线路编码电路12 2.4 光接收机13 2.4.1 光检测器13 2.4.2 放大器14 2.4.3 均衡和再生14 3.数字光纤传输系统分析14 3.1性能指标14 3.2系统设计分析15 3.2.1中继距离受损耗的限制15 3.2.2中继距离受色散(带宽)的限制16 4．总结16

随着数字技术和光纤通信技术各自的进步，以及社会对于光纤集成网络以实现资源共享的要求日益增长，数据与光纤通信技术也已紧密地结合起来，成为了社会的强大物质技术基础。现代社会，数字光纤通信已经越来越多地应用到了社会各个领域中。 光纤通信系统最重要的部分是光发射机、信道和光接受机三个模块。通过各种光电设备连接成SDH 同步数字序列的数字光纤传输系统，最后在分析指标与设计性能方面验证了系统的合理性。 关键词：光纤通信技术、数字光纤传输系统、SDH同步数字序列、性能指标 The digital optical fiber transmission system Abstract: With the development of digital technology and optical fiber munication technology and their progress, and the society for optical integrated network to realize resource sharing requirements increasing, data and optical fiber munication technology has been closely bined, bee society's powerful corporeal technology base. In modern society, digital optical fiber munication has been increasingly applied to all areas of society. Optical fiber munication system is the most important part of the optical transmitter, channel and optical receiver module three. Through a variety of optoelectronic devices connected to SDH synchronous digital series digital optical fiber transmission system, in the final analysis indexes and design performance with respect to verify the rationality of the system. Key words: optical fiber munication technology, digital optical fiber transmission system, SDH synchronous digital sequence, performance index

高速视频信号的光纤传输系统设计

摘要：针对1000帧/秒高速摄影传输系统需要实现数据输出速率600MBps的长距离传输难题，提出了采用CIMT编码方式的光纤数字化传输设计方案。整个系统主要包括数字信号的多路复用、解复用以及PCI数据传输卡三部分。详细阐述了系统原理及硬软件实现方法，设计实现了两路高速视频数字化依赖的15公里远距离传输和计算机实时显示。 关键词：光纤传输复用解复用PCI 高帧频的视频信号不同于普通视频信号，如果采用模拟信号方式传输，它的模拟带宽达到了几十兆甚至一两百兆，这样很难实现远距离传输。而光纤传输容量大、质量高和不易受干扰等特点，在高速数字传输系统中得到了广泛应用。目前国内外针对普通视频信号的光纤传输系统已相当多，而对非标准的高帧频视频信号光纤传输系统少有报道，特别是两路或多路高帧频视频的单根光纤传输实现则未见报道。 在本文中需要实现两路256×256像素每秒1000帧高速视频信号远距离传输。对于高帧频摄像机，由于它帧频很高，通常采用多路并行的信号输出方式降低数据率，最后通过复用合成为视频信号。为实现远距离传输，文中提出采用数字光纤的复用、解复用和计算机PCI 技术实现两路高帧频视频设备产生的15MBps×40路数字信号的传输与视频信号的合成及计算机实时显示。 1系统原理和结构 高速视频信号的光纤传输系统主要包括复用、光发射、光接收、解复用、控制电路和PCI 传输接口等部分。图1为系统光发射部分工作原理图。 从高速视频采集获得的40路15MBps的数据首先经过XC9572内的2：1复用，形成20路30MBps的二级复用数据提供给HDMP-1022，由其完成信道编码、转换成600MBps的PECL 串行数据，驱动光发射模块，完成数据的光纤发射。图2为光接收部分原理图。 解复用芯片HDMP-1024从光纤接收模块接收到的600MBpsPECL数据中提取出20路的并行数据和30MHz的时钟信号，再由XC9572完成二级解复用，同时也为FIFO及PLX9052组成的PCI传输卡提供时序信号，计算机通过PCI总线获得实时高速视频采集数据，并予以显示和处理。 2硬件设计 系统的硬件设计主要包括光纤传输单元、PCI传输单元和控制单元三部分。 2．1数字光纤传输单元设计 数字光纤传输单元主要完成串并行数据的复用与解复用功能。设计中采取数据通信中的CIMT(Conditional-InvertMasterTransition)信道编码方式对数据进行编码。图3显示CIMT 码的格式。 CIMT码有三种帧形式：数据帧、控制帧和填充帧。数据帧和控制帧的格式如图3(a)所示，

通达光纤通信与数字传输简答

一、填空题 1. 光纤的主要损耗包括：__________ 损耗，_______ 损耗，_________ 损耗。 2. 光纤的非线性效应主要有：_________ , ______ , ________ , ________ 等。 3. 光纤的________ 定义为NA，其值越大，表明光纤对光的捕获能力越强，对应地 光信号的最大入射角也越大。 4. 构成激光器的三要素是__________ 、________ 禾口 _______ 。 5. 光纤接入可以分位有线接入网和无线接入网两类。光纤 ____________ 简称FTTC，光 纤到________ 简称FTTB，光纤到 ______ 简称FTTH。 6. 按照纤芯折射率分布可以将光纤分为________________________ 光纤和 ______________ 光纤。 7. 多模光纤中占主导的是__________ 色散。 8. 只有入射光信号的波长________ 于光检测器的截止波长时才能被光检测器接收。 9. 光接收机动态范围表示了接收机________________ 的能力。 10. 按照光纤中损耗形成的机理，可将光纤损耗分为__________ 损耗、____________ 损耗 和____________ 损耗三种。 11. 混合同步网方式是指在同步区（网内）采用 _______________ 同步方式，同步区之间 采用_______ 同步方式。我国SDH网络采用_____________ 方式。 12. 射线光学理论是基于_______ 定理和_________ 定理，其假设波长为______ 。 13. 我国的SDH 网采用 __________________ 同步方式，分为__________________ 时钟、 时钟、___________ 时钟和设备时钟四类。 14. 光发送机的消光比定义为__________________________________________________ 。 15. 光接入网的主要由_______ 、_______ 和________ 组成部分。无源光网络简称（缩 写）为________ ，有源光网络简称（缩写）为____________ 。 16. ITU-T G.826建议规范的误码性能参数包括____________ 、 ______________ 和____________ 。 仃.WDM系统的基本构成形式包括 __________________ 、_________________ 和光分路插入传输等三种。 18. 通信中使用的光纤基本结构包括折射率较高的 __________________ 部分、折射率较低的______________ 部分和表面涂覆层。 19. 半导体激光器的温度特性是指激光器的 _______________ 和 ____________ 随温度变化

武汉虹信数字光纤直放站简介教学提纲

武汉虹信数字光纤直 放站简介

数字光纤直放站介绍 数字光纤直放站是虹信公司适应市场需求研制的新型无线网络优化设备，具有以下特点： ?数字光纤直放站设备无设备噪声叠加，大大将低了噪声影响； ?具有良好的SNR信号质量，光传输影响小，设备具有较高稳定可靠； ?数字传输速率高，容量较大，投资效益高； ?具有时延调整，降低同扇区重叠覆盖难度； ?支持1×4（并）×4（串）组网，可根据需要进行一拖一或一拖多覆盖，组网灵活等特点。 数字光纤直放站应用示意图如图3所示。其中LIM（Local Interface Module）本地接口模块，为数字光纤站近端，RRH（Remote Radio Head）远端射频模块，为数字光纤站远端。 数字光纤直放站系统主要由直放站设备（Digital Optical Repeater）和操作维护中心（OMC）两部分构成，直放站完成无线信号透明传输的功能，OMC 主要完成对直放站等系统设备的监控功能。直放站和OMC之间的远程监控信道主要利用移动通信网络的短信或数传功能，其他方式如拨号、xDSL、Ethernet 等作为备选。直放站在无OMC连接的情况下可独立运行。 数字光纤直放站采用先进的数字信号处理技术和数字信号光纤传输技术，实现多载波移动通信信号的远距离传输和大容量、大动态范围的信号覆盖。数字光纤直放站由两种类型的设备构成，LIM（Local Interface Module，本地接口模块，简称近端）和RRH（Remote Radio Head，远端射频头，简称远端）。

数字光纤直放站的组网方式有星型结构、菊花链式结构、环型结构及混合式结构。 数字直放站主要技术指标： 序号项目指标 1 光波长1310nm，1550nm 2 光功率-3～0dBm 3 工作频率WCDMA 1920～1980MHz&2110～2170MHz TD-SCDMA 2010～2025MHz GSM 880～915MHz&925～960MHz GSMR 806～824MHz&851～866MHz 4 系统传输时延Max 10us 5 时延校正设置范围0～80us 6 时延校正步长2us 7 时延校正精度1us 8 最大增益50dB 9 增益调节范围0～30dB 10 增益调节步长1dB 11 带内波动Max 3dBp-p 12 噪声系数≤4dB 13 频率稳定度±0.01ppm 图1数字光纤直放站结构图

光纤通信系统的发展与现状

光纤通信系统的发展与现状 通信科学的发展历史悠久。近代通信技术分为电通信和光通信两类。电通信又分为有线通信和无线通信，是两种相当成熟的技术。通信技术发展过程中，围绕着增加信息传输的速率和距离，提高通信系统的有效性、可靠性和经济性方面进行了许多工作，取得了卓越的成就。光通信技术则是当代通信技术发展的最新成就，已成为现代通信系统的基石。 从广义的概念上说，凡是用光作为通信手段的都可称为光通信，则光通信的历史可追溯到远古时代，那时大部分文明社会已经用烟火信号传递单个信息，至18世纪末通过信号灯、旗帜和其他信号装置进行通信的类似方法已基本走到尽头。1792年，根据克劳特查普的建议，采用中继器使机械代码信号传送很长距离（约100km）。这种光通信系统速度很慢，其有效速率B<1b/s。 19世纪30年代电报的出现用电取代了光，开始了电信时代，利用新的代码技术，速率增加到3～10 b/s，采用中继站后允许进行长距离（约1000km）通信，1866年，第一条越洋电报电缆系统投入运营。电报也基本上使用数字法。1876年电话的发明引起了本质的变化，电信号通过连续变化电流的模拟形式传送，这种模拟电通信技术支配了通信系统达100年左右。 20世纪全球电话网的发展导致了电通信系统许多改进，使用同轴电缆代替双绞线大大提高了系统容量。第一代同轴电缆系统在1940年投入使用，是一个3MHz的系统，能够传输300路音频信号或1路视频信号，这种系统的带宽受到与频率相关的电缆损耗的影响，频率超过100MHz时，损耗迅速增加，这种限制导致了微波通信系统的发展。在微波系统中，利用1～10GHz的电磁波及合适的调制技术传递信号。最早的微波系统中，利用1～10GHz的电磁波及合适的调制技术传递信号。最早的微波系统工作于4GHz，1948年投入运营，从此以后，同轴和微波系统都得到了很大的发展，并都能工作于约100Mb/s。最先进的同轴系统于1975年投入运营，其速率达274Mb/s，但中继距离短（约1km），系统成本高。微波通通信系统速率亦受到载波频率的限制。 紧随研究与发展的步伐，经过许多现场试验后，于1978年工作于0.8μm的第一代光波系统正式投入商业应用，其比特率在20～100 Mb/s之间，最大中继距离约10km，最大通信容量（BL）约500（Mb/s）·km。与同轴电缆相比，中继间距长，投资和维护费用低，是工程和商业运营的追求目标。 在1970年时人们就认识到，使光波系统工作于1.3μm时，损耗<1.0dB/km，且有最低色散，可大大增加中继距离，这推动了全世界努力发展1.3μm的InGaAs半导体激光器和检测器。1977年研制成功这种激光器。接着在80年代初，早期的采用多模光纤的第二代光波通信系统问世，其中继距离超过了20km，但由于多模光纤的模间色散，早期的系统的比特率限制在100Mb/s以下。采用单模光纤能克服这种限制，一个实验室于1981年演示了比特率为2Gb/s，传输距离为44km的单模光波实验系统，并很快引入商业系统，至1987年1.3μm 单模第二代光波系统开始投入商业运营，其比特率高达1.7Gb/s，中继距离约50km。 第二代光波系统中继距离受到1.3μm附近光纤损耗（典型值为0.5dB/km）限制。理论研究发现，石英光纤最低损耗在1.55μm附近，实验技术上于1979年就达到了0.2dB/km的低损耗。然而由于1.55μm处高的光纤色散，而当时多纵模同时振荡的常规InGnAsP半导体激光器的谱展宽问题尚未解决，这两个因素，推迟了第三代光波系统的问世。后来的研究发现，色散问题可以通过使用设计在1.55μm附近，具有最小色散的色散位移光纤（DSF）与采用单纵模激光器来克服。在80年代这两种技术都得到了发展，1985年的传输试验显示，其比